Строение растительных клеток, клеточных структур, их химический состав, функции

а) клетки феллемы (пробки), выполняющие главным образом защитную функцию;

б) клетки феллогена (пробковый камбий);

в) клетки феллодермы (пробковая паренхима)

Пробка состоит из рядов плотно расположенных клеток, стенки которых пропитаны суберином. В результате стенки опробковели, содержимое клеток феллемы (пробки) отмирает. Таким образом, создаётся слой мёртвых клеток, который не пропускает ни воду, ни газы и надёжно защищает органы растений. Клетки феллодермы не выполняют защитной функции, это живые, содержащие хлорофилл клетки.

Для газообмена и транспирации в пробке имеются чечевички – совокупность крупных паренхимных клеток с большими межклетниками. Чаще всего чечевички образуются в тех местах, где были устьица.

Корка образуется на смену пробке, поэтому её иногда называют третичной покровной тканью. Как правило, она встречается у деревьев. Корка образуется в результате многократного заполнения новых слоёв перидермы. Толстая корка надёжно защищает ствол дерева от механических повреждений, резкой смены температур и других неблагоприятных факторов.

Основные ткани называют иногда выполняющими, т.к. они составляют основу органов и заполняют пространство между проводящими и механическими тканями. По форме – клетки паренхимные, с межклеточниками. В зависимости от выполняемой функции основные ткани делят на 4 группы. Ассимиляционная (хлорофилоносная), её клетки содержат хлорофилл и выполняют функцию фотосинтеза.

Запасающая  паренхима, в её клетках отсутствует хлорофилл, откладываются запасные вещества.

Поглощающая паренхима, к которой относится всасывающая ткань молодых проростков, а также паренхима первичной коры молодых корней.

Аэренхима – ткань с очень крупными межклеточниками, соединёнными между собой в одну вентиляционную сеть. Эта ткань хорошо развита в подводных органах растений, в воздушных корнях эпифитов.

Механические (арматурные) ткани. Клетки этих тканей имеют сильно утолщённые, часто одревесневшие вторичные оболочки и поэтому служат опорой, внутренним скелетом для органов растений. Очень часто это мертвые клетки. В зависимости от формы клеток, химического состава и способа утолщения клеточных оболочек механические ткани подразделяют на следующие группы.

Колленхима – живая ткань. Клеточная стенка их хотя и утолщена, но состоит из целлюлозы, поэтому колленхима способна к растягиванию и является опорой внутренних органов.

Склеренхима – наиболее распространённая механическая ткань. Клеточные стенки равномерно утолщённые, чаще одревесневшие. Различают 2 типа склеренхимы – волокна и склереиды. Волокна имеют форму прозенхимных клеток с заострёнными концами. Склереиды – склеренхимные клетки паренхимного типа с очень толстыми одревесневшими стенками. Они могут встречаться поодиночке среди других тканей или группами.

Проводящие  ткани – это ткани, по которым происходит массовое передвижение воды с растворенными в ней веществами.

Различают две проводящих ткани, по которым вещества передвигаются  в двух направлениях. По ксилеме они направляются вверх от корней к листьям, по флоэме – сверху вниз, от листьев к корням.

Флоэма и ксилема  образуют проводящие пучки, в состав которых кроме проводящих элементов входят механические, основные и др. ткани.

Проводящие элементы ксилемы – это сосуды, трахеи и трахеиды, а флоэмы ситовидные трубки с клетками – спутницами.

Различают:

1. Открытые коллатеральные пучки (в которых между флоэмой и ксилемой залегает камбий).
2. Закрытые (камбий отсутствует).
3. Биколлатеральные – пучок имеет дополнительную флоэму.
4. Концентрические – флоэма охраняет ксилему или ксилема окружает флоэму.
5. Радиальные – ксилема и флоэма располагаются по радиусу круга.

Выделительные ткани выделяют вещества, исключающиеся из обмена веществ (метаболизма). Эти ткани очень разнообразны по строению и размещению в теле растений, по типу выделяемых веществ. Эти ткани делятся на две группы: наружные и внутренние выделительные ткани.

Наружные выделительные ткани. К ним относятся железистые волоски, нектарники, гидатоды, пищеварительные желёзки насекомоядных растений.

Внутренние  выделительные ткани: смоляные каналы, млечные трубки (млечники).

 

Контроль усвоения учебного материала.

• Что понимают под растительной тканью?
• Как классифицируются ткани?
• Классификация, функции образовательных тканей?
• Классификация, функции, особенности строения покровных тканей?
• Почему основные ткани так называются? Какие их виды вы знаете?
• Каковы функции механических тканей? В чём их отличие от других?
• Что значит флоэма? Ксилема? К каким тканям они относятся?
• Какие типы проводящих пучков вам известны?
• Какие выделительные ткани имеются у растений?

 

Тема 3. Корень и корневые системы.

 

1. Базовые термины и понятия: Корневая система, придаточные корни, корнеплоды, микориза, метаморфозы.
2. Лекция: Корень, его строение, функции, метаморфозы.

Функция корня. Корень – основной вегетативный орган растения, который никогда не образует листьев, а апикальная меристема всегда прикрыта корневым чехликом.

Кроме главной функции  – поглощение воды и веществ из почвы, корни выполняют и другие функции:

1. Закрепление растений в почве;
2. Синтеза некоторых органических веществ;
3. Запасание питательных веществ;
4. Связь растений с почвенными организмами;
5. Вегетативного размножения;

Корень – осевой орган, обладающим неограниченным апикальным ростом, положительным геотропизмом, имеющий радиальное строение.

Классификация корней. Корни очень разнообразны по способу ветвления, по морфологии, происхождению, по отношению к субстрату.

По происхождению различают: главный корень, боковые и придаточные.

Формы корней: шнуровидные, конусовидные, веретеновидные, округлые и др.

По отношению к субстрату: Подземные, водяные, воздушные, гаустории (чужеядные).

В связи с ветвлением корней, они образуют корневую систему.

Различают 3 типа корневых систем:

1. Стержневая корневая система имеет хорошо выраженный главный корень (морковь, одуванчик);
2. Мочковатая – состоит из большого числа придаточных корней, одинаковых по величине (лук, пшеница, рожь);
3. Смешанная корневая система, образована хорошо выраженным как главным корнем, так и придаточными корнями (капуста, томаты)

Метаморфозы (видоизменения) корней. В зависимости от условий и выполняемых функций корни могут изменяться.

1. Корнеплоды – утолщения главного корня, а иногда и основания стебля (брюква, репа).
2. Корневые клубни – утолщения придаточных корней (георгины, чистяк)
3. Надземные корни:

• Воздушные – образуются на стеблях и свисают вниз (монстера, орхидеи);

• Ходульные – отходят от ствола и дойдя до почвы внедряются в неё (мангровые растения тропиков);
• Цепкие – с помощью лианы прикрепляются к опоре и поднимаются к свету;
• Дыхательные – поднимаются над поверхностью болота и обеспечивают воздухом корни растения.

Строение корня. В молодом корне различают:

1. Зона деления – представлена клетками верхушечной меристемы, её длина около 1мм и клетки её постоянно делятся;
2. Зона роста и растяжения – здесь клетки интенсивно растут, вытягиваясь вдоль от корня, деление клеток отсутствует, и они начинают дифференцироваться;
3. Зона всасывания или зона корневых волосков. Корневой волосок – это сильное выпячивание наружной стенки клеток ризодермы – слоя покровной ткани.

За зоной всасывания расположена зона ветвления и  проведения, покрытая пробковой тканью, корневые волоски отсутствуют.

 

Контроль усвоения темы.

• Каковы основные функции корней?
• Чем обусловлено их морфологическое разнообразие?
• Что такое метаморфозы корней? Чем они вызваны?
• Какова роль перицикла и где он находится?
• С чем связаны вторичные изменения в корне?
• Что характерно для первичного строения корня?
• Что собой представляет эндодерма, в чём её роль?
• Что собой представляет корневой волосок?
• Какие зоны роста выделяются в молодом корне?

 

 

Тема 4. Стебель.

 

4.1. Базовые термины и понятия: побег, почка, узел, междоузлие, ветвление, древесина, заболонь.

4.2. Лекция: Общая характеристика стебля, его функции, морфология.

Стебель – основной надземный орган растения, нарастающий обычно верхушкой. Стебель с расположенными на нём листьями называется побегом. Участок стебля на уровне прикрепления листа или мутовки листьев называется узлом. Участки стебля между соседними узлами – междоузлие. Угол между стеблем и листом в месте его отхода называется листовой пазухой.

Почка. Всякий побег развивается из почки. Первый побег развивается из почки зародыша семени. Следовательно, почка – зачаточный побег. Самый кончик стебля называется конусом нарастания и состоит из меристематических клеток.

Классификация почек.

1. По строению: вегетативные (имеют зачаточную ось (стебель) и зачаточные листья); генеративные (цветочные), образуют зачатки цветка или соцветия.
2. По месту положения: 1) боковые – находятся непосредственно над узлами; из них формируются боковые побеги; 2) верхушечные – на верхушке побега; 3) пазушные – расположены в листовой пазухе, если весной они не развиваются в побег, их называют спящими; 4) придаточные – образуются не в пазухе листа, а на любой части тела растения.

Если почки снаружи  прикрыты специальными почечными чешуями, выполняющие защитную функцию, такие  почки называются закрытыми. Если специальные чешуи отсутствуют, такие почки называются открытыми или голыми.

Функции стебля.

1. Орган, соединяющий  корень и листья.

2. Проводящая функция  – передача воды и растворённых  в ней веществ из корня в  листья и наоборот.

3. Увеличение площади поверхности путём ветвления.

4. образование листьев.

5. Образование цветков.

6. Запасающая функция.

7. Вегетативное размножение.

8. Молодые стебли, имеющие  под эпидермой хлоренхиму, участвуют  в фотосинтезе.

Морфология  стебля. Очень важным признаком, определяющим внешний вид надземной части растения является форма, расположение, ветвление, количество стеблей.

Разнообразие  стеблей по внешнему строению.

1. Ветвящиеся и не ветвящиеся.
2. Прямостоячие.
3. Ползучие: а) плеть – ползучий стебель с коротким междоузлием; б) столон – ползучий стебель с длинным междоузлием.
4. Лианы (вьющиеся, лазающие).
5. Стебли с укороченными междоузлиями (одуванчик, подорожник).

Ветвление стебля. Рост стебля обычно связан с его ветвлением. Ветвление  имеет свои закономерности и определённым группам растений присущ тот или иной тип ветвления. Различают следующие системы ветвления.

1. Дихотомическое ветвление, при котором точка роста разделяется на две новые; через некоторое время они опять вильчато делятся на две, образуя каждый раз два побега и т.д.
2. Моноподиальное ветвление – главная ось растет своей верхушкой из года в год.
3. Симподиальное ветвление – верхушечная почка стебля спустя некоторое время отмирает, а вместо неё  начинает развиваться боковая, которая заложилась непосредственно под верхушечной. Она растёт в вертикальном направлении, как бы продолжая рост главного стебля. Вскоре и эта ветвь прекращает свой рост и под конусом нарастания начинает развиваться новая боковая почка.
4. Ложнодихотомическое ветвление заключается в том, что под верхушечной почкой образуются две супротивно расположенные воздушные почки, которые вместе трогаются в рост, образуя два побега, а верхушечная почка перестаёт расти, (дурман, гвоздика, сирень, конский каштан).

Видоизменения (метаморфозы) стебля. Различают подземные и надземные метаморфозы стебля.